Замкнутые электрические сети

Электрическая сеть называется замкнутой, если она содержит замкнутые контуры. Расчёт замкнутых электрических сетей вручную возможен только для самых простых случаев: один или два замкнутых контура с использованием приемов преобразования электрической сети, главным из которых является приём приведения сети к линии с двусторонним питанием. Суть этого метода состоит в «разрезании» контура со стороны подачи питания (мощности) в контур и получении как бы двух пунктов питания с одинаковым напряжением по модулю и фазе. На рис. 23, а показана сеть, содержащая один контур, а на рис. 23, б – его контурная часть, приведенная к линии с двусторонним питанием.

Рис. 23. Замкнутая сеть и линия с двусторонним питанием:
а – сеть, содержащая один контур; б – его контурная часть, приведенная к линии с двусторонним питанием

Расчёт сети с замкнутыми контурами производится отдельно для замкнутой и разомкнутой частей схемы. Так для сети, представленной на рис. 23, вначале производится расчёт потокораспределения в замкнутой части, а потом разомкнутой части схемы. Расчёт же режима напряжений производят в обратном порядке.

Методика расчёта

Рассмотрим методику расчёта линий с двухсторонним питанием (рис. 23, б). В этом расчёте выделяются три этапа. Дополнительно по отношению к расчёту разомкнутой сети вводится ещё этап расчёта предварительного потокораспределения (без учёта потерь).

Этап 1. Расчёт предварительного потокораспределения.

Расчёт приближенного потокораспределения начинается с определения мощности на одном из участков, например на участке 3-1 (рис. 24). А мощности на других участках находятся по закону Кирхгофа в узлах схемы 1 и 2.

Зададимся произвольным направлением потоков мощности (рис. 24).

Рис. 24. Схема замещения линии с двухсторонним питанием (знак «▼» – точка потокораздела)

Тогда: ;

.

Найденные три потока мощности образуют предварительное потокораспределение мощностей в линии с двусторонним питанием.

Этап 2. Расчёт потокораспределения с учётом потерь мощности.

Находится точка потокораздела мощностей – точка, где потоки мощности по участкам линии с двусторонним питанием направлены навстречу друг другу: это либо точка 1, либо точка 2, и линия с двусторонним питанием представляется в виде двух разомкнутых схем. Если для рассматриваемого примера точкой потокораздела будем считать точку 2, то получим две схемы, показанные на рис. 25.

Рис. 25. Разделенная линия с двусторонним питанием

Считается, что мощности на концах обеих (левой и правой) разомкнутых сетей определены – они равны потокам и , найденным на этапе 1:

.

Далее расчёт связан с определением потерь мощности в линиях (участках) по номинальному напряжению и уточнению потоков мощности. Важно понять, что этот расчёт ведётся точно так же, как для разомкнутой схемы – от нагрузок к пункту питания для двух отдельно рассматриваемых схем. После определения потоков мощности, вытекающих из пункта 3 (S₃₁^н и S₃₂^н), этап 2 заканчивается.

Этап 3. Расчёт режима напряжений.

Этот этап полностью аналогичен расчёту режима напряжений в разомкнутой сети с той лишь разницей, что выполнить его можно либо слева направо (определять ,затем ), либо справа налево (определять , затем ).

Упражнения

Для заданного варианта замкнутой схемы электрической сети определить потокораспределение мощностей и напряжения в узловых точках.

Результаты расчёта нанести на схему сети.

Список литературы

Основная литература

1. Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической энергии: учеб. пособие для вузов / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 716 с.

2. Смурнов, Е.С. Автоматизация и диспетчеризация систем электроснабжения [Электронный ресурс]. – М. Лаборатория книги, 2010. – 101 с. – Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/book/86340/

3. Бурман, А.П. Управление потоками электроэнергии и повышение эффективности электроэнергетических систем учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки «Электроэнергетика», «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» А. П. Бурман, Ю. К. Розанов, Ю. Г. Шакарян. – Москва: МЭИ, 2012. – 336 с.

Дополнительная литература

4. Идельчик, В. И. Электрические системы и сети / В. И. Идельчик. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.

5. Библия электрика: ПУЭ, МПОТ, ПТЭ. – Новосиб.: Сибирское университетское издательство, 2009. – 688 с.

6. Лыкин, А. В. Электрические системы и сети: учеб. пособие / А. В. Лыкин. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 2002. – 248 с.

7. Поспелов, Г. Е. Электрические системы и сети: учеб. для энергет. специальностей вузов / под ред. В. Т. Федина. – Минск: Технопринт, 2004. – 720 с.

8. Цапенко, Е.Ф.Перенапряжения в системах электроснабжения [Электронный ресурс] учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электроснабжение» направления подготовки дипломированных специалистов «Электроэнергетика». – М. Издательство Московского государственного горного университета, 2008. – 63 с. http://www.biblioclub.ru/book/100035/

9. Справочник по проектированию электрических сетей / И. Г. Карапетян [и др.]; под ред. Д. Л. Файбисовича. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2006.

10. Назарычев, А.Н. Справочник инженера по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электрических станций и сетей. Централизованное и автономное электроснабжение объектов, цехов, промыслов, предприятий и промышленных комплексов учеб.-практ. пособие (справочник) А. Н. Назарычев, Д. А. Андреев, А. И. Таджибаев; под ред. А. Н. Назарычева. – М.: Инфра-Инженерия, 2006. – 928 с. – Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/book/70526/